Механичен и електронен скоростомер. Устройство и принцип на действие
Неслучайно скоростомерът се намира на най-видното място на таблото на автомобила. В края на краищата това устройство показва колко бързо шофирате и ви позволява да контролирате спазването на допустимата скорост, което пряко засяга безопасността на пътя. Да не забравяме и глобите за превишена скорост, които могат да бъдат избегнати, ако периодично поглеждате към скоростомера. В допълнение, по селските пътища с помощта на това устройство можете да спестите гориво, ако поддържате оптималната скорост, при която разходът на гориво е минимален.
Механичният скоростомер е изобретен преди повече от сто години и все още се използва широко в превозните средства днес. Сензорът тук обикновено е зъбно колело, което се зацепва със специално зъбно колело на вторичния вал. В превозни средства с предно задвижване сензорът може да бъде разположен на оста на задвижващите колела, а в превозни средства със задвижване на всички колела - в трансферната кутия.
Като индикатор за скорост (6) на арматурното табло се използва стрелково устройство, чиято работа се основава на принципа на магнитната индукция.
Предаването на въртене от сензора (1) към индикатора за скорост (всъщност скоростомера) се осъществява с помощта на гъвкав вал (кабел) (2) от няколко усукани стоманени нишки с тетраедричен връх в двата края. Кабелът се върти свободно около оста си в специална пластмасова защитна обвивка.
Актуаторът се състои от постоянен магнит (3), който е монтиран на задвижващ кабел и се върти заедно с него, и алуминиев цилиндър или диск (4), върху оста на който е фиксирана стрелката на скоростомера. Металният екран предпазва конструкцията от въздействието на външни магнитни полета, които биха могли да изкривят показанията на устройството.
Въртенето на магнит предизвиква вихрови токове в немагнитен материал (алуминий). Взаимодействието с магнитното поле на въртящ се магнит кара алуминиевия диск също да се върти. Наличието на възвратна пружина (5) обаче води до факта, че дискът, а с него и стрелката на показалеца, се завърта само на определен ъгъл, пропорционален на скоростта на превозното средство.
По едно време някои производители се опитаха да използват лентови и барабанни индикатори в механични скоростомери, но се оказаха не много удобни и в крайна сметка бяха изоставени.
Въпреки простотата и качеството на механичните скоростомери с гъвкав вал като задвижване, този дизайн често дава доста голяма грешка, а самият кабел е най-проблемният елемент в него. Следователно чисто механичните скоростомери постепенно остават в миналото, отстъпвайки място на електромеханични и електронни устройства.
Електромеханичният скоростомер също използва гъвкав задвижващ вал, но модулът за скорост на магнитната индукция в устройството е подреден по различен начин. Вместо алуминиев цилиндър тук е монтиран индуктор, в който се генерира електрически ток под въздействието на променящо се магнитно поле. Колкото по-висока е скоростта на въртене на постоянния магнит, толкова по-голям е токът, протичащ през намотката. Към клемите на бобината е свързан стрелков милиамперметър, който се използва като индикатор за скорост. Такова устройство ви позволява да увеличите точността на показанията в сравнение с механичния скоростомер.
В електронния скоростомер няма механична връзка между сензора за скорост и устройството в арматурното табло.
Високоскоростният блок на устройството има електронна схема, която обработва електрическия импулсен сигнал, получен от сензора за скорост през проводниците и извежда съответното напрежение на своя изход. Това напрежение се прилага към милиамперметър с циферблат, който служи като индикатор за скорост. В по-модерните устройства стъпковият ICE управлява показалеца.
Като сензор за скорост се използват различни устройства, които генерират импулсен електрически сигнал. Такова устройство може да бъде например импулсен индуктивен сензор или оптична двойка (светодиод + фототранзистор), в която образуването на импулси възниква поради прекъсване на светлинната комуникация по време на въртене на прорезен диск, монтиран на вал.
Но, може би, най-широко използваните сензори за скорост, чийто принцип на работа се основава на ефекта на Хол. Ако поставите проводник, през който тече постоянен ток в магнитно поле, тогава в него възниква напречна потенциална разлика. Когато магнитното поле се промени, големината на потенциалната разлика също се променя. Ако задвижващ диск с прорез или издатина се върти в магнитно поле, тогава получаваме импулсна промяна в напречната потенциална разлика. Честотата на импулсите ще бъде пропорционална на скоростта на въртене на главния диск.
За показване на скоростта вместо показалец Случва се да се използва цифров дисплей. Постоянно променящите се числа на скоростомера обаче се възприемат по-зле от водача, отколкото плавното движение на стрелката. Ако въведете забавяне, тогава моментната скорост може да не се покаже съвсем точно, особено по време на ускорение или забавяне. Следователно аналоговите стрелки все още преобладават в скоростомерите.
Въпреки постоянния технологичен прогрес в автомобилната индустрия, мнозина отбелязват, че точността на показанията на скоростомера остава не много висока. И това не е плод на прекомерното въображение на отделните шофьори. Малка грешка е съзнателно заложена от производителите вече при производството на устройства. Освен това тази грешка винаги е в голяма посока, за да се изключат ситуации, когато под въздействието на различни фактори показанията на скоростомера ще бъдат по-ниски от възможната скорост на автомобила. Това се прави, така че водачът да не превиши случайно скоростта, ръководейки се от неправилни стойности на устройството. В допълнение към осигуряването на безопасност, производителите преследват и собствените си интереси - те се стремят да изключат съдебни дела от недоволни шофьори, които са получили глоба или са попаднали в инцидент поради фалшиви показания на скоростомера.
Грешката на скоростомерите, като правило, е нелинейна. Тя е близо до нулата при около 60 км/ч и постепенно се увеличава със скоростта. При скорост от 200 км/ч грешката може да достигне до 10 процента.
Други фактори също влияят върху точността на показанията, като тези, свързани със сензорите за скорост. Това важи особено за механичните скоростомери, при които предавките постепенно се износват.
Често собствениците на самите автомобили въвеждат допълнителна грешка, като задават размера, който се различава от номиналния. Факт е, че сензорът отчита оборотите на изходящия вал на скоростната кутия, които са пропорционални на оборотите на колелата. Но с намален диаметър на гумата колата ще измине по-късо разстояние за един оборот на колелото, отколкото с гуми с номинален размер. А това означава, че скоростомерът ще покаже скорост, която е надценена с 2 ... 3 процента в сравнение с възможната. Шофирането с недостатъчно напомпани гуми ще има същия ефект. Монтирането на гуми с увеличен диаметър, напротив, ще доведе до подценяване на показанията на скоростомера.
Грешката може да се окаже напълно неприемлива, ако вместо обикновения инсталирате скоростомер, който не е предназначен да работи в този конкретен модел автомобил. Това трябва да се има предвид, ако е необходимо да се смени дефектно устройство.
Одометърът се използва за измерване на изминатото разстояние. Не трябва да се бърка със скоростомера. Всъщност това са две различни устройства, които често се комбинират в един корпус. Това се обяснява с факта, че и двете устройства по правило използват един и същ сензор.
В случай на използване на гъвкав вал като задвижване, предаването на въртене към входящия вал на одометъра се осъществява чрез скоростна кутия с голямо предавателно отношение - от 600 до 1700. Преди това се използва червячна предавка, с която зъбни колела с въртящи се числа. В съвременните аналогови километражи въртенето на колелата се управлява от стъпкови двигатели.
Все по-често можете да намерите устройства, в които пробегът на автомобила се показва цифрово на дисплей с течни кристали. В този случай информацията за изминатото разстояние се дублира в блока за управление на двигателя и се случва в електронния ключ на автомобила. Ако навиете дигитален одометър програмно, фалшификатът може лесно да бъде открит чрез компютърна диагностика.
Ако има проблеми със скоростомера, в никакъв случай не трябва да се пренебрегват, те трябва да бъдат отстранени незабавно. Става въпрос за вашата безопасност и тази на другите участници в движението. И ако причината е в дефектен сензор, тогава могат да възникнат и проблеми, тъй като блокът за управление на двигателя ще регулира работата на устройството въз основа на неправилни данни за скоростта.
